自动交换光网络(ASON)

Connection request
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路由表功能
路由表的内容包括可到达的目的地及该目的地 的推荐输出链路 路由表的一个功能是响应连接控制功能对某特 定目的地输出链路的查询请求
本地拓扑输入 网络拓扑输入
选路 控制器 本地拓扑输出 网络拓扑输出
路由表 查询
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路由表更新功能
在静态路由中，路由表是由人工建立与修改 在动态路由网络中，需要自动对路由表进行更 新并进行分发 路由表更新功能包括：
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（3）光层上的性能监测与故障恢复
光域上的性能监测可以在对业务透明的条件下保证光 传送质量 光纤断裂、光放大器失效等故障将影响到大量的上层 业务连接，如果仅仅依靠上层网络进行恢复，则需要 对每一个上层连接分别进行恢复操作，这将带来巨大 的工作量，给网络带来负担 而若在光层上对光通道进行保护恢复，则可以在没有 上层网络参与的情况下，使该光通道上的所有上层业 务连接同时得到恢复，有效地提高恢复速度、降低操 作复杂性与成本 当网络发生故障时，ASON的管理平面和控制平面相 配合可以保证故障信息能够及时、准确的在网络中传 播，备用或恢复路由可以快速启动，从而增强了网络 的生存性 17
连接控制功能（2/5）
联合体
在ASON网络中，多域之间连接的创建、维护、拆
除是通过多个不同域中连接控制器之间的协作来 实现的，为处理多域连接的控制协作，控制平面 中定义了联合体的概念 共有联合体模型
联合体
协作联合体模型
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连接控制功能（3/5）
共有联合体模型：
•
在共有联合模型中，一个连接控制器作为父连接 控制器，对位于不同域中的多个连接控制器进行 控制
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国际电联（ITU-T）
在2000年2-3月的Q19/13会议上，应美国和英 国电信代表的提议，国际电联开始开展对自动 交换光网络的研究，并制定了建议草案G.ason 标准化工作主要由SG15负责，目前在制定自 动交换光网络（ASON）的模型和相关信令协 议 采用的网络模型为重叠模型(Overlay Model)， 最大的优点是可以兼容现有的光传送网络，使 之能够平滑演进到ASON
连接接纳控制可以根据优先级或者各种策略决 定是否接纳连接请求 该功能需要与连接控制功能及链路资源管理功 能交换信息
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链路资源管理功能（1/2）
该功能对分配给连接的链路资源的状况进行跟踪 用于SNPP（子网连接点池）的管理，包括SNP （子网连接点）链路连接的分配和拆除，提供相 关的拓扑和状态信息 SNPP通过链路两端的LRMA和LRMZ（A和Z分 别代表首、尾）组件实现，但只有LRMA处理 SNP链路的分配请求
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互联网工程任务组（IETF）
主要由Sub IP工作组下面的CCAMP、MPLS、 IPO等组织进行相关的标准化工作 首先发展了多协议标记交换技术(MPLS)，接 着又把MPLS中标签的概念进行了推广，扩充 到涵盖时分复用系统、波长交换系统和空分交 换系统中，制定出通用MPLS模型(GMPLS) 与其他几个组织不同，GMPLS采用的网络模 型为对等模型（Peer-to-Peer Model）


在传送网络内部，网络无需知道也无需处理客户信号 的详细信息 光传送网的入口和出口成为业务信号透明性的分界处
由于对业务透明，可以为各种业务信号使用一个 统一的下层结构，而不必专为每种业务单独建设 一个传送网络，从而大大降低了光传送网络的成 本和复杂性
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（2）实时的光通道指配
目前的传送网络提供了SDH或WDM通道连接服务都 是通过网络管理协议或人工配臵来进行指配的。这种 指配过程相对于交换速度来说非常缓慢（周到月） ASON提供了标准化的路由选择和信令传输结构以及 UNI接口、NNI接口，可以迅速有效地在传送层网络 中建立、修改或删除连接 这样一来，业务供应商可以在几分钟甚至几秒钟内迅 速的为用户提供一个波长通道，实现“光拨号”，还 可以基于ASON技术开发“波长批发”、“波长出租” 及“光VPN”等各种业务，有效的将光纤的物理带宽转 化为最终用户带宽，从而使得运营商能够迅速开通各 种增值业务
（2）控制平面的功能元素
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控制平面的功能元素
连接控制功能(Connection Controller) 路由表功能（Router Table） 路由表更新功能（Router Table Update） 连接接纳控制功能(Connection Admission Control) 链路资源管理功能(Link Resource Manager) 连接点状态功能(Connection Point Status) 策略代理功能(Policing Agent) 协议控制功能(Protocol Controller)
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连接控制功能（1/5）
监测与管理连接的建立 监测与管理连接的拆除 对已经建立的连接的连接参数进行修改 在连接请求到达时，该功能模块需要对路由表进行 路由查询、向连接接纳控制功能提出申请并对连接 点的状态进行更新
路由表 查询 连接请求输入
对等Biblioteka Baidu输入
连接控制器
对等端输出
连接请求输出
链路 连接请求
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从静态到动态 从电到光 从不透明交换到光交换
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数据传送体系的扁平化
管理平面
IP ATM SDH 传送平面 WDM IP SDH WDM IP
适配层 WDM OTN
控制平面
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ASON体系结构
与传统光传送网相比，ASON主要特征是引入 了独立的控制平面，带来了以下好处：




具有扩展的信令能力，增加了补充业务 控制平面的协议相对管理平面协议有着更丰富的原 语组，可用于各种传输技术 可根据客户层信号的业务等级（CoS）决定所需要 的生存性等级 实现了实时的流量工程控制，网络可根据客户层的 业务需要，实时动态地调整网络的逻辑拓扑，以避 免拥塞，实现网络资源的最佳配臵 迅速实现业务的提供，允许网络资源动态分配到路 由，支持按需带宽的应用 在出现故障时可实现快速的保护与恢复，比传统的 传送网节省了后备资源
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ASON体系结构
控制平面：主要负责控制网络的呼叫连接，通 过信令交换完成对传送平面的动态控制，如建 立或释放连接、连接失败时提供保护恢复等 管理平面：将传送平面、控制平面以及系统作 为一个整体进行管理，实现管理平面与控制平 面和传送平面之间功能的协调 传送平面：用于用户数据的转发和传送
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传送平面的发展
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光互连论坛（OIF）
光互连论坛的主要研究光网络层和原有的OSI模型的 互通性，目标是定义一个用户网络接口UNI规范，尤 其是IP层和采用SDH帧格式的光层之间的接口，包括 协议信令和低层硬件接口 OIF采用的网络模型属于重叠模型，主要致力于网间 信令O-UNI和O-NNI的制定工作 目前OIF已完成UNI1.O，并进行了演示（2001年6月5 日至7日，在SuperComm2001展览会上，OIF展示了 多厂商、多技术的互操作性演示，共有25个厂商利用 OIF UNI协议实时交互演示了光网络控制面和传输面 的网络互连），正在开发NNI
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连接控制功能（4/5）
协作联合体模型：

没有父连接控制器的概念。有连接请求时，只采 取最简单的方法，将源发连接控制器与相关连接 链中的下一个连接控制器进行交互
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连接控制功能（5/5）
组合联合体模型：

在实际应用中可以采用组合的联合体模型来构建 大型网络，管理域之间的联合体通过协作联合体 模型实现，管理域中采用共有联合体模型
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（1）控制平面基本功能
资源发现 状态信息传播 通道选择和通道管理
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资源发现
自动发现网络中相邻端口的连接关系及其它状 态信息，基本功能包括地址发现、业务发现、 信息通道连接发现等 系统启动后，通过资源发现功能模块探测到和 它直接相连接的链路和节点，相邻节点交换有 关状态信息和控制信息 网络运行过程中网络状态发生变化时（如发生 光纤断裂等故障），资源发现功能模块要能够 迅速发现网络状态的变化，并快速做出反应 资源发现功能在有关网络接口处完成，主要包 括UNI接口和NNI接口，不同接口处资源发现 的具体技术细节会存在着相应的差异 22
第六讲 自动交换光网络（ASON）
一、智能光网络研究状况 二、新一代光传送网ASON 三、ASON的切入策略
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一、智能光网络研究状况
ODSI（光域业务互连） OIF（光互连网络论坛） IETF（Internet工程任务组） ITU-T（国际电信联盟）
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光域业务互连组织（ODSI）
和OIF一样，ODSI是研究UNI接口的另一个工业 界论坛组织，并且也采用层叠结构的网络模型 由Sycamore发起，由一些网络投资商和业务供 应商在1999年创建，主要目的是发展和制定一个 功能模块，使得电子设备（主要是IP路由器，还 可以是ATM交换机或者是SDH中的ADM）可以 动态向光网络申请带宽 2000年12月曾进行过UNI接口功能演示，现在 ODSI组织基本停止了活动，主要由OIF组织继 续进行UNI的研究工作
自动交换光网络（ASON）就意味着一定是全光 网络，只能在全光交换网中才能实现ASON？


ASON的传送平面既可以是全光的，也可以是包含光 电光转换的传输，这里的“交换”的颗粒不仅可以光 交换或光波长交换，还可以是VC-n交叉 ASON和全光网（AON）是两个不同的概念
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2、ASON体系结构
通过控制平面的引 入，将传统光网络 的管理体系演变成 基于管理、控制和 传送新型多层面管 理结构 管理平面通过NMIA和NMI-T分别与 控制平面与传送平 面相连 控制平面和传送平 面之间通过CCI接 口相连


将本地路由表的内容传播给各邻居节点 从邻居节点接收路由表信息并对本地路由表作 出相应的更新
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连接接纳控制功能
负责确定链路上是否有足够的资源来接纳新的 连接请求


如有足够资源，则允许处理该连接请求，否则连接 接纳控制将通知连接控制功能去寻找一条新的路由 如不存在新的路由则通知连接请求的发起者该连接 被拒绝
状态信息传播
将每个节点所了解的局部信息（包括邻 接链路的状态及节点内部资源利用情况 等）在管理域（AD）内广播 经过状态信息传播后，每个节点都可以 了解整个管理域的信息，建立描述管理 域网络状态的数据库
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通道选择和通道管理
每个节点利用自己维护的数据库，根据一定的 判据挑选到目的节点的最佳路径 IP路由器在路径选择时通常只需考虑链路带宽 等因素，挑选到目的节点最短路径作为最佳路 径，一般不需考虑链路的物理特性，而ASON 网元在路径选择时必须要考虑到全光传输距离、 备用路由和原路由分集等限制条件，因而选路 算法要复杂的多 通道管理主要处理诸如连接建立、修改、删除、 查询、自动重选路由和保护恢复等通道操作， 控制平面中的通道管理功能需要靠信令系统的 配合来完成 24
ASON是一个具有动态建立连接功能的 光传送网络，因此可以根据真实业务模 式来分配带宽，使得网络的性能最优 网络可以根据当前客户层的业务需求， 实时、动态地调整网络的逻辑拓扑结构 以避免拥塞，实现资源的最佳配臵
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4、ASON的控制平面
（1）控制平面基本功能 （2）控制平面的功能元素 （3）控制平面传送网（CPTN）
（4）设备互操作性和网络可扩展性
通过定义统一的、标准的网络接口，不同厂商 的设备可以很容易的实现互连互通 如果进一步在网络接口中配备自动资源发现、 自动业务发现等各种功能，可以进一步减轻设 备互连时所需要的人工干预和手工配臵，理想 情况下能够达到类似于计算机设备的“即插即 用”功能
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（5）光层的流量工程与光层带宽管理
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二、新一代光传送网ASON
1、ASON的概念 2、ASON体系结构 3、ASON主要特点 4、ASON的控制平面 5、ASON的标准化现状
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1、ASON的概念
在介绍ASON结构之前，有必要指出以下两点： ASON中的“自动交换”的含义？

“自动”主要是指在ASON网络中高度智能化的控制 平面根据网络运行的需要，遵循标准化的协议所引起 的交叉或交换
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3、ASON主要特点
（1）业务透明 （2）实时的光通道指配 （3）光层上的性能监测与故障恢复 （4）实时的流量工程控制与光层带宽管理 （5）良好的设备互操作性和网络可扩展性
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（1）业务透明
业务透明：指光传送网络可以传送各种类型的客 户层信息 光传送网络按照一定的映射方式将各种不同的客 户信号作为光通道信号的净负荷进行传送